三维渗流有限元软件GWSS开发与应用

针对复杂地质条件的三维地质建模、复杂建筑物的几何建模和复杂防渗排水系统作用下渗流场精细模拟等三维渗流场有限元分析的难点问题,采用IDL开发面向水工结构和岩土工程的渗流有限元分析软件GWSS（Ground Water Simulation System）.该软件包括系统控制模块、数据管理模块、前处理模块、计算模块、后处理模块和制图输出模块等六大模块.前处理模块具有基于钻孔和钻孔剖面的三维地质建模、几何建模与有限元网格生成等功能;计算模块主要用于各种闸坝、堤防、隧道和地下洞室等渗流问题的计算分析等;后处理模块可显示各渗流要素的三维云图和任意截面的二维云图等.GWSS已经在国内四十多个工程的渗流计算中得到应用和检验.     

奥运场馆火灾分析中软件集成方法的研究

根据奥运场馆防火安会分析的需要，研究了火灾模拟和结构分析一体化系统的集成方法，并开发了结构火灾模拟分析系统——SFSAS系统，该系统基于AutoCAD图形平台进行二次开发，通过快速建模系统和前处理模块、模型转换模块、数据共享模块以及后处理模块，将FDS和ANSYS集成，形成一个一体化拿过程的分析系统，利用该系统对奥运场馆进行火灾安全分析，可以为场馆结构的防火设计和结构安全评估提供依据。     

基于isight的机载雷达罩模块化动态寻优仿真

针对传统机载雷达罩在结构和电磁设计中的不足,提出基于isight的模块化动态寻优仿真的方法.首先,通过CAD软件Unigraphics的二次开发功能,用VC++对雷达罩进行参数化建模,实现建模自动化,为各个学科分析模块提供了分析模型.然后,借助多学科设计优化(MDO)软件isight,整合多学科分析模块,采用模拟退火算法与序列二次规划算法进行设计空间综合寻优.在结构分析和电磁分析模块中,分别采用了有限元法(FEA)和多层快速多极子算法(MLFMA).仿真时利用大型服务器,在这两个学科分析模块间进行并行设计.仿真结果显示所设计的雷达罩的结构和电磁性能较好,适合工程运用.     

GIS空间分析建模模块的设计与实现

分析了地理信息系统空间分析建模多种层次的需求,研究了空间分析建模技术,设计并实现了一个基于TerraGIS(二期)平台的、支持多种建模方式的空间分析建模模块.描述了该模块的结构和功能,并给出了所采用的关键技术.该模块在实际应用中针对不同需求和层次的用户,提供了多种不同的空间分析建模方式.同时它具有较强的展性,很好地解决了地理信息系统平台中对于空间分析建模方式多样性要求的问题,在实践中取得了良好的效果.     

运载火箭结构动特性分析工具的设计与实现

运载火箭的结构模型复杂,只有通过开发专用的仿真分析软件,才能高效、便捷的对其开展动力学特性分析;为保证工具建设的实用性,该软件基于航天领域应用广泛的Patran/Nastran软件进行二次开发;针对仿真分析流程,设计实现了运载火箭结构动特性分析工具,涵盖了建模与计算模块、结果后处理模块、模态筛选模块与模型修正模块,并提炼了其中的关键技术;经工程实践表明,工具可提升设计效率,且计算结果准确、通用性与扩展性强,在工程中具备良好的应用价值。     

基于C MEX S函数的盲源分离仿真研究

在分析基于最大信噪比盲源分离算法数学模型的基础上,利用C语言编写S函数,并提出了基于最大信噪比盲源分离系统仿真建模的方法.在Matlab/Simulink中,构造C MEX S函数的简化结构,建立独立功能的模块(如中心化模块、白化处理模块、基于最大信噪比分离模块及后处理的排序模块等),再对各个功能模块进行有机的结合,从而搭建基于最大信噪比盲源分离系统仿真模型,为提高复杂系统模型的仿真速度,以及与仪器仪表结合的设计与调试提供了新的思路.仿真结果证明了采用C MEX S函数方式搭建模型的快速性与有效性.     

利科有限元分析软件开发

针对现有的通用CAE分析软件不能满足水工结构和岩土工程领域数值分析的需求,国内外还没有一款功能较完备的水工结构和岩土工程通用的CAE软件的问题,开发出面向水工结构和岩土工程设计、咨询、科研与高等教育的专业有限元分析软件——利科有限元分析软件(LinkFEA).计算模块的设置主要满足该领域中坝、闸、隧道和地下洞室、各类岩质土质边坡等中的渗流场、温度场、应力场(或位移场)及这3个场之间的耦合计算和结构安全性分析需求.前处理模块的功能有几何建模、有限元网格生成以及材料参数、载荷、初始条件和边界条件的设定等;后处理模块包括强度分析、渗透稳定性分析、边坡稳定分析和洞室围岩稳定性分析等,有限元计算结果和分析结果都能以等值线图或云图显示.LinkFEA已经过国内多个工程的渗流和应力(变形)计算的检验.     

着色Petri网对高性能集群的建模与性能评估

针对形式化建模方法导致的状态空间爆炸问题,提出了一种基于Petri网的高性能集群建模与性能评估方法.首先分析了高性能集群的系统架构,构建了模型的总体结构;然后针对集群系统建立了相应的任务产生子模型和调度子模型,并通过对Petri网进行着色,根据不同种类任务的执行特点设计了相应的任务处理模型.仿真结果表明,利用所建立的模型能够有效评估关键参数对集群性能的影响.     

MobileNetV2神经网络处理器的设计方案比较

针对MobileNetV2的瓶颈模块,进行了专用处理器芯片的设计方案研究;在卷积层融合模式和可配置方块结构的基础上,针对瓶颈模块卷积提出了一种能够动态分配计算力的流水作业结构;然后设计了一个对应的分析框架,提出了一个设计空间,并采用软件模拟器遍历比较了此空间内各种方案的性能,分析得出了最优参数选择的规律;通过硬件行为仿...     

基于PCL的折叠式夹层板结构参数化建模

折叠式夹层板具有优越的力学性能,在有限元分析中,由于夹层板结构复杂,建模工作量大.针对这些问题,基于PCL对Patran进行二次开发,通过输入夹层板尺寸和网格数量等参数实现V形折叠式夹层板结构的参数化建模.编制折叠式夹层板建模界面,实现夹层板结构有限元分析参数化,提高建模效率,为夹层板结构设计提供支撑.     

Optimal design of a three tape-spring hinge deployable space structure using an experimentally validated physics-based model

An optimal design approach is developed for a self-driven, self-locking tape-spring under a pure bending load in deployable space structures. A novel hinge with three tape springs is investigated and designed via an optimization process. Firstly, we investigate the steady-state moment and maximum stress of the hinge during deploying and folding processes using physics-based simulations. Experimental analyses are then conducted to verify the physics-based simulation results. Secondly, a parametric analysis is carried out to prove that both the tape spring thickness and subtended angle have significant effect on steady-state moment. A Response Surface Methodology (RSM) is employed to define an optimal surrogate model aimed at maximizing the steady-state moment, subjected to allowable stress. Finally, the Large Scale Generalized Reduced Gradient (LSGRG) optimization algorithm is used to solve the optimal design problem. Optimization results show that steady-state moment is increased by 19.5% while satisfying a maximum stress constraint. The proposed method is promising for designing novel deployable structures with high stability and reliability.     

一种在轨可展开天线的多柔体动力学建模与计算

研究了一种考虑重力梯度的大型空间可展开天线桁架的动力学建模与计算问题.使用绝对节点坐标法和绝对节点坐标参考节点法建立了可展开结构的刚柔耦合动力学模型.利用离散方向导数构建了动力学方程的保能量动量时间积分算法,通过计算获得了含有多个模块的大型空间可展开天线在轨展开以及展开后轨道机动过程轨道-姿态-变形耦合动响应.通过数值计算结果与经典算例结果、商业软件ADAMS计算结果的对比分析验证了提出方法的正确性.     

折叠机构力学性能研究

为提高大型机构设计的可靠性、有效性,使用UG NX3和ADAMS,研究了一种天线车雷达折叠机构的虚拟样机建模和运动仿真.通过对天线车雷达折叠机构虚拟样机模型的转化,解决了ADAMS软件三维建模功能较弱的问题.结合天线车雷达折叠机构实际工作条件,对折叠机构进行了仿真,获得了其静力学、动力学特性参数.对虚拟样机进行初步试制的结果表明本折叠机构在液压缸优化压力推动下可以实现平稳,可靠运动,为进一步的结构细化提供了可靠的参考依据.     

Dynamics of satellite with deployable rigid solar arrays

This research is concerned with the dynamic modeling of satellite with deployable solar arrays equipped with strain energy hinges (SEH). The SEH is a new deployment device consisting of a strip tape measure, which utilizes the buckling behavior of a thin curved shell to produce nonlinear dynamic characteristics during deployment of solar arrays. For dynamic simulation, the SEH is assumed to be a massless-nonlinear elastic member and the solar panels are assumed to be rigid bodies which are connected by the SEHs. The planar deployment is of interest in this study since the deployment of solar arrays mainly occurs in a two-dimensional plane. In deriving the equations of motion, we developed a new systematic approach suitable for the simulation of solar array deployment in space. The simulation results were compared to the ground experimental results obtained at the laboratory of Korea Aerospace Research Institute. In the ground experiments, the hub of the solar arrays was attached to the frictionless rotational bearing, and the solar arrays were hanged by bungee cables. Even though the dynamic model was derived for the space deployment of the solar arrays, the simulation result corresponding to the solar array deployment was similar to the ground experimental results thus validating the simulation model developed in this paper.     

一种基于UML的网络安全体系建模分析方法

UML主要采用静态图、用例图、行为图和交互图等图形表示方式,是系统分析中实现可视化、详述和构造、文档化的一种标准通用建模语言。除软件系统模型之外,还可用来描述非软件领域,比如企业机构、业务过程、机械系统,以及用于复杂数据处理的信息系统,应用空间十分广泛。本文将讨论UML在网络安全系统领域中的建模分析方法。     

保险杠抗压分析流程自动化系统开发

为提升汽车保险杠抗压分析效率、减少重复性劳动、实现仿真分析流程的自动化，利用Python和VBS语言开发一套前、后处理自动化程序。此程序可实现RBE3单元创建、局部坐标系创建、载荷创建、头文件创建、后处理、结果诊断和报告编制等过程的自动化。实际应用结果表明，与传统人工分析相比，该程序可使仿真分析效率大幅提高。通过自动化程序进行仿真，不仅可以保证保险杠抗压分析的精度，同时还可以实现分析的标准化、保证分析的一致性。     

基于螺旋理论的四面体可展机构运动特性与动力学分析

为了解决星载四面体构架式可展开天线运动学和动力学建模分析困难的问题,建立了一种基于螺旋理论的运动学和动力学特性分析方法．首先分析了3RR-3RRR四面体可展机构的构型机理及几何特征,基于螺旋理论绘制了旋量约束拓扑图,计算了机构的自由度,结果表明其只有1个自由度．然后对其进行了运动学分析,通过运动旋量的组合运算分析了各个构件的速度,并推导得到了机构的雅可比矩阵,采用旋量导数表示构件的6维加速度,推导得到了各个花盘和杆件的角加速度与质心线加速度．最后基于牛顿－欧拉方程和虚功原理建立了动力学方程,并进行了数值计算与仿真验证,数值计算结果与仿真结果完全一致,验证了基于螺旋理论的运动学和动力学特性分析方法的正确性．本文的研究方法在分析过程中各参数物理意义明确,分析过程较为程式化,易于编程,适合应用于此类空间可展开机构的分析中．     

基于EnSight的数值仿真可视化系统设计与实现

为提高数值仿真后处理的效率,满足分布式仿真系统在数值仿真数据方面的可视化需求以及实现仿真试验过程的可视化,基于EnSight的二次开发开展数值仿真可视化系统设计.提出基于Qt开发框架的系统集成、基于Python的功能开发和基于Socket的通信接口开发,实现具有协同功能的数值仿真可视化系统.该系统采用模板化技术实现带场景的可视化和快速后处理功能.给出系统架构、组成、实现效果及应用案例.应用结果表明：该系统能够适应多仿真类型结果分析,实现动态仿真过程的协同可视化.     

大型空间环型天线结构动力学分析

本文对大型空间环型天线结构振动的基本形式进行研究,选择边界条件为伸展臂与桁架结构连接面的固定约束.网格划分采用四面体单元与六面体单元结合的方法,杆件体结构规则采用六面体单元格,刚性连接处由于结构复杂采用四面体单元格.前四阶模态分析结果表明天线存在扭转振动、弯曲振动、横摇振动、呼吸振动等四种基本振动形式.研究了材料参数和边界条件的选取对振动模态和固有频率的影响.所得结果能为结构非线性动力学分析中模态函数选取和共振形式的分析提供重要参考.施加简谐激励研究大型空间环型天线稳态受迫振动响应,该结果对于预测结构的动力学特性以及避免共振具有重要的指导意义.     

管类钣金结构接口几何信息的分析与提取

在分析国内钣金行业生产需求的基础上,研究管类钣金结构接口的板厚处 理,提出了接口几何信息提取的原理、方法和步骤,从图解、解析建模和基于数值方法的系 统开发等几方面,实现了接口几何信息的精确提取和厚板构件准确的板厚处理,其思想方法 和步骤具有一定的通用性,研究结果对于提高管类钣金结构的产品质量、降低生产成本具有 应用价值。